DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Producción de productos de hormigón a base de escoria colado en húmedoProduction of wet-cast slag-based concrete products
Campo técnicoTechnical field
La presente descripción se refiere a un método para producir un producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo, particularmente cuando el producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo se fragua parcial o completamente dentro de un molde, se acondiciona previamente fuera del molde y luego se cura con dióxido de carbono en una cámara de curado. El producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo se refuerza opcionalmente.The present disclosure relates to a method for producing a wet-cast slag-based concrete product, particularly when the wet-cast slag-based concrete product is partially or completely set within a mold, preconditioned outside the mold, and then cured with carbon dioxide in a curing chamber. The wet-cast slag-based concrete product is optionally reinforced.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
La escoria metalúrgica es un material de desecho abundante que generalmente se vierte en vertedero. La escoria metalúrgica puede actuar como material aglutinante en condiciones apropiadas. Se requiere encontrar nuevos usos para la escoria metalúrgica, incluyendo escoria de acero.Metallurgical slag is an abundant waste material that is usually dumped in landfills. Metallurgical slag can act as a binding material under appropriate conditions. New uses for metallurgical slag, including steel slag, are needed.
El documento US2017/073270 A1 da a conocer un método para producir un hormigón a base de escoria que comprende mezclar escoria de acero, carga y agua, compactar la mezcla moldeada y curar el bloque formado con CO2.Document US2017/073270 A1 discloses a method for producing a slag-based concrete comprising mixing steel slag, filler and water, compacting the molded mixture and curing the formed block with CO2.
SumarioSummary
El desarrollo de productos de hormigón, que están opcionalmente reforzados, y hechos de una escoria metalúrgica como aglutinante principal y dióxido de carbono con el método de colada en húmedo se explica en el presente documento.The development of concrete products, which are optionally reinforced and made from metallurgical slag as the main binder and carbon dioxide using the wet casting method is explained in this document.
Según un aspecto, se proporciona un método para producir un producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo que comprende las etapas de: proporcionar una composición para un hormigón de asentamiento distinto de cero, comprendiendo la composición un aglutinante a base de escoria, un agregado y agua; mezclar el aglutinante a base de escoria, comprendiendo el agregado y el agua para producir el hormigón de asentamiento distinto de cero una primera relación de agua con respecto a aglutinante en peso mayor que 0,2; colar el hormigón de asentamiento distinto de cero mediante la transferencia del hormigón de asentamiento distinto de cero al interior de un molde; fraguar el hormigón de asentamiento distinto de cero parcial o totalmente dentro del molde para producir un producto intermedio a base de escoria que comprende una segunda relación de agua con respecto a aglutinante en peso que es menor que la primera relación de agua con respecto a aglutinante en peso; desmoldar el producto intermedio a base de escoria para producir un producto intermedio desmoldado; acondicionar previamente el producto intermedio desmoldado para producir un producto intermedio a base de escoria acondicionado desmoldado que comprende una tercera relación de agua con respecto a aglutinante en peso que es menor que la primera relación de agua con respecto a aglutinante en peso y que también es menor que la segunda relación de agua con respecto a aglutinante en peso; y curar el producto intermedio a base de escoria acondicionado desmoldado con dióxido de carbono para activar el producto intermedio a base de escoria acondicionado y producir el producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo, en el que la etapa de colada de la composición de hormigón de asentamiento distinto de cero es sin prensado/compactación.According to one aspect, there is provided a method for producing a wet-cast slag-based concrete product comprising the steps of: providing a composition for non-zero slump concrete, the composition comprising a slag-based binder, an aggregate, and water; mixing the slag-based binder, the aggregate and water comprising to produce the non-zero slump concrete a first ratio of water to binder by weight greater than 0.2; casting the non-zero slump concrete by transferring the non-zero slump concrete into a mold; setting the non-zero slump concrete partially or fully within the mold to produce a slag-based intermediate product comprising a second ratio of water to binder by weight that is less than the first ratio of water to binder by weight; demolding the slag-based intermediate product to produce a demolded intermediate product; pre-conditioning the demoulded intermediate product to produce a demoulded conditioned slag-based intermediate product comprising a third ratio of water to binder by weight that is lower than the first ratio of water to binder by weight and that is also lower than the second ratio of water to binder by weight; and curing the demoulded conditioned slag-based intermediate product with carbon dioxide to activate the conditioned slag-based intermediate product and produce the wet-cast slag-based concrete product, wherein the step of casting the non-zero slump concrete composition is without pressing/compaction.
Según otro aspecto, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el aglutinante a base de escoria es una escoria libre de o mezclada con al menos otro aglutinante seleccionado del grupo que consiste además en cenizas volantes, esquisto calcinado, humo de sílice, zeolita, escoria de GGBF (granulada de alto horno), polvo de piedra caliza, cementos hidráulicos y cementos no hidráulicos.According to another aspect, the method described herein is provided, wherein the slag-based binder is a slag free of or mixed with at least one other binder selected from the group further consisting of fly ash, calcined shale, silica fume, zeolite, GGBF (granulated blast furnace) slag, limestone dust, hydraulic cements and non-hydraulic cements.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que la escoria se selecciona del grupo que consiste en una escoria de acero, una escoria de acero inoxidable, un lodo de convertidor de oxígeno básico, lodo de alto horno, un producto secundario de industrias de zinc, hierro, cobre y combinaciones de los mismos.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the slag is selected from the group consisting of a steel slag, a stainless steel slag, a basic oxygen converter sludge, blast furnace sludge, a by-product of zinc, iron, copper industries and combinations thereof.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, que comprende además una etapa de refuerzo para colocar un material de refuerzo en el interior del molde antes de la etapa de colada.According to yet another aspect, the method described herein is provided, further comprising a reinforcing step for placing a reinforcing material inside the mold before the casting step.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el material de refuerzo es barras de refuerzo de acero al carbono, acero inoxidable y/o polímero reforzado con fibra (FRP).In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the reinforcing material is carbon steel, stainless steel, and/or fiber reinforced polymer (FRP) rebar.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que un contenido acumulado de silicato de calcio de la escoria es al menos el 20 % en peso.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein an accumulated calcium silicate content of the slag is at least 20% by weight.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el acondicionamiento previo aumenta la porosidad de al menos el 1%del volumen del hormigón a base de escoria colado en húmedo.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the preconditioning increases the porosity by at least 1% of the volume of the wet-cast slag-based concrete.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el hormigón de asentamiento distinto de cero tiene un valor de asentamiento en un intervalo de 5 mm a 250 mm.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the non-zero slump concrete has a slump value in a range of 5 mm to 250 mm.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el hormigón de asentamiento distinto de cero tiene una prueba de factor de compactación para el hormigón fresco que debe alcanzar un valor en el intervalo de 0,7 a 1,0.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the non-zero slump concrete has a compaction factor test for fresh concrete that must achieve a value in the range of 0.7 to 1.0.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que la escoria de acero se selecciona del grupo que consiste en escoria de acero reductora, escoria de acero oxidante, escoria de acero de convertidor, escoria de horno de arco eléctrico (escoria de EAF), escoria de horno de oxígeno básica (escoria de BOF), escoria de cuchara, escoria de acero de enfriamiento rápido y escoria de acero de enfriamiento lento y combinaciones de las mismas.In yet another aspect, there is provided the method described herein, wherein the steel slag is selected from the group consisting of reducing steel slag, oxidizing steel slag, converter steel slag, electric arc furnace slag (EAF slag), basic oxygen furnace slag (BOF slag), ladle slag, quenching steel slag, and slow quenching steel slag, and combinations thereof.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el hormigón a base de escoria colado en húmedo se procesa adicionalmente para dar un producto seleccionado del grupo que consiste en tuberías, cajones pluviales, productos de drenaje, losas de pavimento, losas de suelo, barreras de tráfico, pozos de inspección de pared, pared de retención, adoquines, baldosas, y tejas de hormigón reforzado y no reforzado colado previamente.In yet another aspect, there is provided the method described herein, wherein the wet-cast slag-based concrete is further processed to give a product selected from the group consisting of pre-cast reinforced and unreinforced concrete pipes, storm drains, drainage products, paving slabs, floor slabs, traffic barriers, manholes, retaining walls, paving stones, tiles, and roof tiles.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el hormigón a base de escoria colado en húmedo comprende un contenido de escoria de al menos el 5 % en peso.According to yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the wet-cast slag-based concrete comprises a slag content of at least 5% by weight.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el hormigón de asentamiento distinto de cero comprende además al menos un acelerador, retardante, agente modificador de viscosidad, agente incorporador de aire, agente de formación de espuma, inhibidor de ASR (reacción de álcali-sílice), agente antilavado, inhibidor de corrosión, reductor de contracción, reductor de grietas de hormigón, plastificante, superplastificante, sellante, pintura, recubrimiento, reductor de agua, repelente de agua, control de eflorescencia, polvo de polímero, látex polimérico y retenedor de trabajabilidad.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the non-zero slump concrete further comprises at least one of accelerator, retarder, viscosity modifying agent, air entraining agent, foaming agent, ASR (alkali silica reaction) inhibitor, anti-washout agent, corrosion inhibitor, shrinkage reducer, concrete crack reducer, plasticizer, superplasticizer, sealant, paint, coating, water reducer, water repellent, efflorescence control, polymer powder, polymer latex, and workability retainer.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el hormigón de asentamiento distinto de cero comprende además al menos una fibra de celulosa, fibra de vidrio, microfibra sintética, fibra natural, fibra de polipropileno (PP), fibra de poli(alcohol vinílico) (PVA) y fibra de acero.According to yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the non-zero slump concrete further comprises at least one of cellulose fiber, glass fiber, synthetic microfiber, natural fiber, polypropylene (PP) fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber, and steel fiber.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el curado con CO2 está libre de fuentes externas adicionales de calor/energía.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the CO2 curing is free of additional external sources of heat/energy.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el producto intermedio a base de escoria acondicionado desmoldado se cura en una cámara/espacio cerrado/recipiente/sala con un gas que contiene una concentración de CO2 de al menos el 5 % en volumen.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the demolded conditioned slag-based intermediate product is cured in a chamber/enclosed space/vessel/room with a gas containing a CO2 concentration of at least 5% by volume.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que en la producción de 1 m3 del producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo, la primera relación de agua con respecto a aglutinante del hormigón de asentamiento distinto de cero fue 0,45 con un tiempo para el fraguado del hormigón de asentamiento distinto de cero de 18 horas.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein in the production of 1 m3 of the wet-cast slag-based concrete product, the first non-zero slump concrete water to binder ratio was 0.45 with a time for setting of the non-zero slump concrete of 18 hours.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que la producción de 1 m3 del producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo comenzó con una masa de 350 kg o 480 kg de la escoria.In yet another aspect, the method described herein is provided, wherein the production of 1 m3 of the wet-cast slag-based concrete product started with a mass of 350 kg or 480 kg of the slag.
Según otro aspecto más, se proporciona el método descrito en el presente documento, en el que el desmoldado se produce cuando el producto intermedio desmoldado tiene una resistencia a la compresión de al menos 0,01 MPa.According to yet another aspect, the method described herein is provided, wherein demolding occurs when the demolded intermediate product has a compressive strength of at least 0.01 MPa.
Descripción de los dibujosDescription of the drawings
Ahora se hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:Reference is now made to the attached figures, in which:
La figura 1 es un diagrama de bloques de proceso que ilustra un método para producir un producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo según una realización descrito en el presente documento;Figure 1 is a process block diagram illustrating a method for producing a wet-cast slag-based concrete product according to an embodiment described herein;
la figura 2 es una representación esquemática de las etapas de colada y curado con CO2 según una realización descrita en el presente documento.Figure 2 is a schematic representation of the CO2 casting and curing steps according to an embodiment described herein.
Descripción detalladaDetailed description
Tradicionalmente, se usa cemento Portland recién sinterizado como aglutinante en la producción de hormigón, y los productos de hormigón colado previamente a base de cemento colado en húmedo se curan comúnmente con calor y vapor. Por el contrario, la presente innovación del hormigón a base de escoria colado en húmedo usa productos secundarios de plantas metalúrgicas y, en una realización preferida, las fábricas de fabricación de acero como aglutinante principal para reemplazar el cemento Portland en la producción de productos de hormigón y colados previamente. Además, se usa dióxido de carbono como activador para curar el hormigón y se secuestra en el proceso. En una realización preferida, no se necesita calor o vapor adicional durante el proceso de curado con CO2. Los productos de hormigón a base de escoria colado en húmedo propuestos, que están opcionalmente reforzados, pueden mostrar propiedades mecánicas y de durabilidad iguales o superiores en comparación con los productos colados previamente a base de cemento tradicionales, mientras que su producción reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. La innovación propuesta también reduciría el consumo de recursos naturales, tanto al no usar cemento convencional en los productos de hormigón a base de escoria como al necesitar cantidades más bajas de contenido de agregado en los productos de hormigón a base de escoria. Finalmente, la producción de productos de hormigón a base de escoria colado en húmedo, opcionalmente reforzado, según la innovación propuesta puede aumentar la tasa de producción en las instalaciones de fabricación de hormigón colado previamente.Traditionally, freshly sintered Portland cement is used as a binder in concrete production, and wet-cast cement-based precast concrete products are commonly cured with heat and steam. In contrast, the present wet-cast slag-based concrete innovation uses byproducts from metallurgical plants and, in a preferred embodiment, steelmaking plants as the primary binder to replace Portland cement in the production of concrete and precast products. Additionally, carbon dioxide is used as an activator to cure the concrete and is sequestered in the process. In a preferred embodiment, no additional heat or steam is required during the CO2 curing process. The proposed wet-cast slag-based concrete products, which are optionally reinforced, can exhibit equal or superior mechanical and durability properties compared to traditional cement-based precast products, while their production would reduce greenhouse gas emissions into the atmosphere. The proposed innovation would also reduce natural resource consumption, both by not using conventional cement in slag-based concrete products and by requiring lower aggregate content in slag-based concrete products. Finally, producing wet-cast, optionally reinforced slag-based concrete products based on the proposed innovation could increase the production rate at precast concrete manufacturing facilities.
MaterialesMaterials
El aglutinante principal en la producción de hormigón a base de escoria colado en húmedo 56 es una escoria 11 que en una realización preferida deriva de la producción de acero o acero inoxidable. Otros materiales derivados de la producción de zinc, hierro y cobre también pueden considerarse como la escoria 11.The primary binder in the production of wet-cast slag-based concrete 56 is slag 11, which in a preferred embodiment is derived from steel or stainless steel production. Other materials derived from zinc, iron, and copper production can also be considered as slag 11.
Se pueden recoger varias escorias 11 de fábricas de acero que ponen en práctica diferentes métodos de producción de acero. Entre los tipos de escoria 11 que pueden incorporarse como el aglutinante principal en la producción de hormigón a base de escoria colado en húmedo descritos en el presente documento están: escoria de acero inoxidable, escoria de acero reductora, escoria de acero oxidante, escoria de acero de convertidor, escoria de horno de arco eléctrico (escoria EAF), escoria de horno de oxígeno básica (escoria de BOF), escoria de cuchara, escoria de acero de enfriamiento rápido, escoria de acero de enfriamiento lento, lodo de convertidor de oxígeno básico, lodo de alto horno y combinaciones de los mismos.Various slags 11 may be collected from steel mills practicing different steel production methods. Among the types of slag 11 that may be incorporated as the primary binder in the production of wet-cast slag-based concrete described herein are: stainless steel slag, reducing steel slag, oxidizing steel slag, converter steel slag, electric arc furnace slag (EAF slag), basic oxygen furnace slag (BOF slag), ladle slag, quenching steel slag, slow quenching steel slag, basic oxygen converter sludge, blast furnace sludge, and combinations thereof.
El contenido de óxido de calcio en peso de la escoria 11 en una realización preferida es mayor que el 10%, preferiblemente mayor que el 15 %, preferiblemente mayor que el 20 %. El contenido de óxido de sílice en peso en una realización preferida es mayor que el 6 %, preferiblemente mayor que el 8 %, preferiblemente mayor que el 12 %. El contenido total de óxido de hierro de escoria en una realización preferida es menor que el 40 %, preferiblemente menor que el 30 %. La escoria de acero 11 en una realización preferida tiene un contenido acumulado de silicato de calcio de al menos el 20 % y una concentración de cal libre de menor que el 15 %, y preferiblemente menor que el 7 % de escoria. La densidad a granel de la escoria 11 en una realización preferida tiene un intervalo de 1,0 a 2,0 g/cm3 y una densidad aparente pueden variar de desde 2,0 hasta 6,0 g/cm3.The calcium oxide content by weight of the slag 11 in a preferred embodiment is greater than 10%, preferably greater than 15%, preferably greater than 20%. The silica oxide content by weight in a preferred embodiment is greater than 6%, preferably greater than 8%, preferably greater than 12%. The total iron oxide content of the slag in a preferred embodiment is less than 40%, preferably less than 30%. The steel slag 11 in a preferred embodiment has a cumulative calcium silicate content of at least 20% and a free lime concentration of less than 15%, and preferably less than 7% of the slag. The bulk density of the slag 11 in a preferred embodiment has a range of 1.0 to 2.0 g/cm3 and a bulk density may vary from 2.0 to 6.0 g/cm3.
La escoria 11 puede triturarse a un tamaño menor (si es necesario) antes de incorporarse a la mezcla de hormigón a base de escoria colado en húmedo descrita en el presente documento. La trituración de la escoria 11 se puede realizar con cualquier máquina mecánica tal como un molino de bolas, molino de barras, molino autógeno, molino SAG, molino de guijarros, rodillos de molienda de alta presión, VSI o molino de torre. El proceso de molienda se puede ejecutar o bien en húmedo o bien en seco. Si bien se prefiere un proceso de reducción de tamaño seco, si se elige el proceso en húmedo para moler la escoria, la escoria molida puede secarse o bien completamente o bien semisecarse después de la molienda. Hacer pasar la escoria a través de un clasificador(es) es una opción alternativa para obtener escoria 11 con un tamaño de partícula/grano más pequeño. Los clasificadores utilizados son conocidos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: tamices; centrifugadores y ciclones.The slag 11 may be crushed to a smaller size (if necessary) before being incorporated into the wet-cast slag-based concrete mixture described herein. The crushing of the slag 11 may be performed with any mechanical machine such as a ball mill, rod mill, autogenous mill, SAG mill, pebble mill, high-pressure grinding rolls, VSI, or tower mill. The grinding process may be performed either wet or dry. While a dry size reduction process is preferred, if the wet process is chosen for grinding the slag, the ground slag may be either completely dried or semi-dried after grinding. Passing the slag through a classifier(s) is an alternative option for obtaining slag 11 with a smaller particle/grain size. Classifiers used are known in the art and include, but are not limited to: screens; centrifuges; and cyclones.
Las escorias molidas o clasificadas 11 en una realización preferida pasan a través de una malla de n.° 10 (2000 micrómetros), preferiblemente una malla de n.° 50 (297 micrómetros), preferiblemente una malla de n.° 200 (74 micrómetros), preferiblemente una malla de n.° 400 (37 micrómetros), cada una de las cuales se puede usar sola o en combinación con al menos otro aglutinante 13. Se pueden utilizar tamices para tamizar las escorias o bien después o bien antes de la molienda. Por lo tanto, se puede ejecutar uno o una combinación de métodos de molienda y tamizado para obtener escoria 11 con una distribución de tamaño de partícula adecuada.The ground or classified slags 11 in a preferred embodiment pass through a No. 10 mesh (2000 microns), preferably a No. 50 mesh (297 microns), preferably a No. 200 mesh (74 microns), preferably a No. 400 mesh (37 microns), each of which may be used alone or in combination with at least one other binder 13. Sieves may be used to sieve the slags either after or before grinding. Therefore, one or a combination of grinding and sieving methods may be performed to obtain slag 11 with a suitable particle size distribution.
La escoria 11 puede pulverizarse y/o tamizarse hasta una finura de Blaine de al menos 50 m2/kg y preferiblemente, 150 m2/kg, y preferiblemente al menos 200 m2/kg. En una realización preferida, la escoria 11 en hormigón húmedo a base de escoria, el cincuenta por ciento de la escoria es menor de 200 micrómetros (D50 = 200 |im), preferiblemente menor de 150 micrómetros (D50=150 |im), preferiblemente menor de 100 micrómetros (D50=100 |im), preferiblemente menor de 50 micrómetros (D50=50 |im), preferiblemente menor de 25 micrómetros (D50=25 |im), preferiblemente menor de 10 micrómetros (D50=10 |im).The slag 11 may be pulverized and/or sieved to a Blaine fineness of at least 50 m2/kg and preferably, 150 m2/kg, and preferably at least 200 m2/kg. In a preferred embodiment, the slag 11 in wet slag-based concrete, fifty percent of the slag is less than 200 micrometers (D50=200 |im), preferably less than 150 micrometers (D50=150 |im), preferably less than 100 micrometers (D50=100 |im), preferably less than 50 micrometers (D50=50 |im), preferably less than 25 micrometers (D50=25 |im), preferably less than 10 micrometers (D50=10 |im).
El contenido de cal libre de la escoria 11 puede reducirse con cualquier método conocido estándar en la técnica anterior antes de que se incorpore a la mezcla. Alternativamente, la escoria puede envejecerse primero para reducir su contenido de óxido de calcio libre (cal libre) y luego incorporarse a la mezcla. El contenido de escoria 11 del hormigón a base de escoria colado en húmedo no debe ser menor que el 5%del peso del hormigón, preferiblemente no menor que el 20 % del peso del hormigón a base de escoria colado en húmedo o la composición de hormigón de asentamiento distinto de cero.The free lime content of the slag 11 may be reduced by any standard method known in the prior art before it is incorporated into the mix. Alternatively, the slag may first be aged to reduce its free calcium oxide (free lime) content and then incorporated into the mix. The slag 11 content of the wet-cast slag-based concrete should not be less than 5% of the weight of the concrete, preferably not less than 20% of the weight of the wet-cast slag-based concrete or the non-zero slump concrete composition.
Los aglutinantes a base de escoria 14 pueden comprender además: una sola escoria (es decir, una escoria que está libre de otro aglutinante) o ser una combinación de escoria con al menos otro aglutinante 13, tales como materiales cementosos/materiales puzolánicos. Como ejemplo, la escoria 11 se puede mezclar con al menos otro aglutinante 13 produciendo un aglutinante a base de escoria 14 que comprende además: cenizas volantes, esquisto calcinado, humo de sílice, zeolita, escoria GGBF (granulada de alto horno), polvo de piedra caliza, cementos hidráulicos, cementos no hidráulicos y combinaciones de los mismos.The slag-based binders 14 may further comprise: a single slag (i.e., a slag that is free of other binder) or be a combination of slag with at least one other binder 13, such as cementitious materials/pozzolanic materials. As an example, the slag 11 may be blended with at least one other binder 13 to produce a slag-based binder 14 further comprising: fly ash, calcined shale, silica fume, zeolite, GGBF (granulated blast furnace) slag, limestone dust, hydraulic cements, non-hydraulic cements, and combinations thereof.
Se pueden incorporar varios tipos de agregados 15, incluyendo el peso normal natural o artificial y agregados ligeros, en el producto de hormigón húmedo a base de escoria como relleno en la producción de producto de hormigón a base de escoria colado en húmedo. Ejemplos de posibles agregados ligeros incluyen agregados ligeros naturales (por ejemplo, piedra pómez), agregado de arcilla expandida, agregado de esquisto expandido y agregado de escoria de hierro expandido. Otros agregados utilizables incluyen: piedra triturada, arena fabricada, grava, arena, agregado reciclado, granito, piedra caliza, cuarzo, polvo de tiza, polvo de mármol, arena de cuarzo y agregado artificial. Estos agregados se incorporan a la mezcla como agregados finos y/o gruesos. El contenido de agregado puede ser tan alto como el 90 % del peso del hormigón a base de escoria colado en húmedo o la composición de hormigón de asentamiento distinto de cero.Various types of aggregates 15, including natural or artificial normal weight and lightweight aggregates, can be incorporated into the wet-cast slag-based concrete product as filler in the production of wet-cast slag-based concrete product. Examples of possible lightweight aggregates include natural lightweight aggregates (e.g., pumice), expanded clay aggregate, expanded shale aggregate, and expanded iron slag aggregate. Other usable aggregates include: crushed stone, manufactured sand, gravel, sand, recycled aggregate, granite, limestone, quartz, chalk dust, marble dust, quartz sand, and artificial aggregate. These aggregates are incorporated into the mix as fine and/or coarse aggregates. The aggregate content can be as high as 90% of the weight of the wet-cast slag-based concrete or the non-zero slump concrete composition.
El hormigón húmedo a base de escoria 56 propuesto es un hormigón trabajable. Se debe añadir suficiente agua al ingrediente seco para producir un hormigón húmedo (en contraste con el hormigón de asentamiento nulo). El contenido de agua requerido depende del tamaño de grano de la escoria elegida como el aglutinante principal y del contenido de humedad de los agregados y el contenido de aglutinante. Las escorias molidas más finas absorben más agua, por lo que se requeriría un contenido de agua más alto para producir hormigón húmedo. Relación de agua con respecto a aglutinante, en masa, puede ser 0,9, preferiblemente 0,8, preferiblemente 0,7, preferiblemente 0,6, preferiblemente 0,5, preferiblemente 0,4, preferiblemente 0,3, o preferiblemente 0,2. Por ejemplo, para el aglutinante que consiste en solo escoria con D50 de 25 micrómetros, la relación de agua con respecto a aglutinante de 0,4 puede dar como resultado un hormigón húmedo trabajable. Puede darse el caso de que no se requiera agua adicional en la mezcla si los agregados están muy húmedos.The proposed slag-based moist concrete 56 is a workable concrete. Sufficient water must be added to the dry ingredient to produce a moist concrete (in contrast to zero-slump concrete). The required water content depends on the grain size of the slag chosen as the primary binder and the moisture content of the aggregates and the binder content. Finer ground slags absorb more water, so a higher water content would be required to produce moist concrete. The ratio of water to binder, by mass, may be 0.9, preferably 0.8, preferably 0.7, preferably 0.6, preferably 0.5, preferably 0.4, preferably 0.3, or preferably 0.2. For example, for the binder consisting only of slag with a D50 of 25 microns, a water to binder ratio of 0.4 may result in a workable moist concrete. It may be the case that no additional water is required in the mix if the aggregates are very wet.
Los aditivos químicos 17 se pueden introducir en la mezcla si es necesario. Los aditivos químicos 17 cuando se introducen en la mezcla satisfacen propiedades específicas. Los posibles aditivos químicos 17 incluyen, pero no se limitan a: aceleradores, retardantes, agentes modificadores de viscosidad, agentes incorporadores de aire, agentes de formación de espuma, inhibidores de ASR (reacción de álcali-sílice), agente antilavado, inhibidores de corrosión, reductores de contracción, reductores de grietas, plastificantes, superplastificantes, reductores de agua, repelentes de agua, controles de eflorescencia y retenedores de trabajabilidad.Chemical additives 17 can be introduced into the mix if needed. Chemical additives 17 when introduced into the mix satisfy specific properties. Possible chemical additives 17 include, but are not limited to: accelerators, retarders, viscosity modifying agents, air entraining agents, foaming agents, ASR (alkali-silica reaction) inhibitors, anti-washout agent, corrosion inhibitors, shrinkage reducers, crack reducers, plasticizers, superplasticizers, water reducers, water repellents, efflorescence controls, and workability retainers.
Se pueden agregar fibras si es necesario al hormigón húmedo a base de escoria. Se pueden incorporar una o una combinación de fibra celulósica, fibra de vidrio, microfibras sintéticas, microfibras sintéticas, fibras naturales, fibras de PP, fibras de PVA y fibras de acero en la mezcla.Fibers can be added to wet slag-based concrete if necessary. One or a combination of cellulosic fibers, glass fibers, synthetic microfibers, natural fibers, PP fibers, PVA fibers, and steel fibers can be incorporated into the mix.
El “hormigón de asentamiento nulo” se define como un hormigón rígido o de consistencia extremadamente seca que no muestra asentamiento medible después de la retirada del cono de asentamiento. Una prueba de asentamiento a modo de ejemplo estándar es ASTM C143, para hormigón de cemento hidráulico. Un hormigón de asentamiento distinto de cero 16 es un hormigón que no es rígido ni tiene una consistencia extremadamente seca que muestre un asentamiento medible después de retirar el cono de asentamiento mediante una prueba tal como ASTM C143. Los valores de asentamiento en el presente documento se evalúan usando el método descrito en la norma ASTM C143.“Zero slump concrete” is defined as a rigid or extremely dry concrete that shows no measurable slump after removal of the slump cone. An exemplary standard slump test is ASTM C143, for hydraulic cement concrete. Non-zero slump concrete16 is one that is neither rigid nor extremely dry in consistency and shows measurable slump after removal of the slump cone by a test such as ASTM C143. The slump values herein are evaluated using the method described in ASTM C143.
El método 1 de producción de un hormigón a base de escoria colado en húmedo 56 puede adaptarse para producir una variedad de productos que incluyen, pero no se limitan a, tuberías, cajones pluviales, productos de drenaje, losas de pavimentado, losas de suelo, barreras de tráfico, paredes, pozos de inspección de hormigón reforzado colados previamente, adoquines (planos), paredes de retención, baldosas y tejas de hormigón no reforzado colados previamente. Los productos deben satisfacer las normas y códigos locales y nacionales.Method 1 of producing a wet-cast slag-based concrete 56 may be adapted to produce a variety of products including, but not limited to, pipes, storm drains, drainage products, paving slabs, floor slabs, traffic barriers, walls, pre-cast reinforced concrete manholes, paving stones (flat), retaining walls, pre-cast unreinforced concrete tiles and roof tiles. The products must meet local and national standards and codes.
Con referencia a la figura 1, se proporciona una realización de un método 10 para producir un hormigón a base de escoria colado en húmedo 56.Referring to Figure 1, an embodiment of a method 10 for producing a wet-cast slag-based concrete 56 is provided.
(i) Producción de hormigón a base de escoria colado en húmedo 56.(i) Production of wet-cast slag-based concrete 56.
El método 1 del hormigón a base de escoria colado en húmedo 56 comienza proporcionando una composición de un hormigón de asentamiento distinto de cero 16 y mezclando uniformemente 10 todos los ingredientes de una composición que incluyen, pero no se limitan a: una escoria 11 y un al menos otro aglutinante 13 opcional (que proporciona un aglutinante a base de escoria 14), un agregado 15, aditivos químicos 17, fibras 19 y agua 5. La relación de agua con respecto a aglutinante del hormigón a base de escoria colado en húmedo 56 usado en esta innovación debe ser mayor que el contenido de agua del hormigón de asentamiento nulo o de colado en seco. En una realización preferida, el hormigón de asentamiento distinto de cero mezclado 16 tiene una primera relación de agua con respecto a aglutinante en peso mayor que 0,2, preferiblemente 0,25, preferiblemente 0,3, preferiblemente 0,35, preferiblemente 0,4, preferiblemente 0,45, preferiblemente 0,5, preferiblemente 0,55, preferiblemente 0,6 o preferiblemente 0,65. Los términos “relación de agua con respecto a aglutinante a base de escoria en peso” y “relación de agua con respecto a aglutinante en peso” son equivalentes.Method 1 of wet-cast slag-based concrete 56 begins by providing a non-zero slump concrete composition 16 and uniformly mixing 10 all ingredients of a composition including, but not limited to: a slag 11 and at least one other optional binder 13 (providing a slag-based binder 14), an aggregate 15, chemical admixtures 17, fibers 19, and water 5. The water to binder ratio of the wet-cast slag-based concrete 56 used in this invention must be greater than the water content of the zero-slump or dry-cast concrete. In a preferred embodiment, the blended non-zero slump concrete 16 has a first ratio of water to binder by weight greater than 0.2, preferably 0.25, preferably 0.3, preferably 0.35, preferably 0.4, preferably 0.45, preferably 0.5, preferably 0.55, preferably 0.6, or preferably 0.65. The terms “ratio of water to slag-based binder by weight” and “ratio of water to binder by weight” are equivalent.
El hormigón de asentamiento distinto de cero 16 tendrá preferiblemente un intervalo de asentamiento de 5 a 250 mm. El hormigón de asentamiento distinto de cero 16 es preferiblemente trabajable durante al menos 5 minutos. El mezclado 10 debe garantizar que el hormigón de asentamiento distinto de cero 16 esté libre de signos de segregación o sangrado. La prueba de factor de compactación para el hormigón de asentamiento distinto de cero 16 en una realización preferida está en un intervalo de 0,7 a 1,0. La temperatura del hormigón de asentamiento distinto de cero 16 antes de la colada es preferiblemente de 0 °C a 30 °C. El hormigón de asentamiento distinto de cero fresco 16 en una realización preferida tiene un contenido de vacío de aire medido por cualquier método convencional (una prueba estandarizada a modo de ejemplo es ASTM C231 para el contenido de aire de hormigón recién mezclado por el método de presión) no debe exceder el 15 % del volumen de hormigón. La prueba de factor de compactación se describe en las normas BS 1881-103:1993 y BS EN 12350-4:2009 (BS EN 12350-4:2009, Prueba de hormigón fresco Parte 4: Grado de compatibilidad). El hormigón de asentamiento distinto de cero 16 mezclado apropiadamente está ahora listo para la transferencia a la colada.The non-zero slump concrete 16 will preferably have a slump range of 5 to 250 mm. The non-zero slump concrete 16 is preferably workable for at least 5 minutes. Mixing 10 should ensure that the non-zero slump concrete 16 is free from signs of segregation or bleeding. The compaction factor test for the non-zero slump concrete 16 in a preferred embodiment is in a range of 0.7 to 1.0. The temperature of the non-zero slump concrete 16 before casting is preferably 0 °C to 30 °C. The fresh non-zero slump concrete 16 in a preferred embodiment has an air void content measured by any conventional method (an exemplary standardized test is ASTM C231 for air content of freshly mixed concrete by the pressure method) that must not exceed 15% of the concrete volume. The compaction factor test is described in BS 1881-103:1993 and BS EN 12350-4:2009 (BS EN 12350-4:2009, Testing of fresh concrete Part 4: Degree of compatibility). The appropriately mixed non-zero slump concrete is now ready for transfer to the casting.
(ii) Refuerzo(ii) Reinforcement
En una realización preferida antes de colar el hormigón de asentamiento distinto de cero 16, se prepara el molde y material de refuerzo tal como, barras de refuerzo de acero al carbono, acero inoxidable y/o FRP se colocan dentro del molde, si es necesario. El diámetro de las barras puede variar de desde 5 mm hasta 60 mm con un límite elástico en el intervalo de 100 MPa a 2100 MPa. Los refuerzos se diseñarán según los códigos y normas.In a preferred embodiment, prior to casting the non-zero slump concrete 16, the mold is prepared and reinforcement material such as carbon steel, stainless steel, and/or FRP reinforcing bars are placed within the mold, if necessary. The diameter of the bars may vary from 5 mm to 60 mm with a yield strength in the range of 100 MPa to 2100 MPa. The reinforcements will be designed according to codes and standards.
(iii) Colada 20, colocación y fraguado(iii) Casting 20, placement and setting
El hormigón de asentamiento distinto de cero recién preparado 16 se transfiere por medios apropiados y se cuela en un molde preparado con cualquier método conocido en las técnicas anteriores. El molde puede estar hecho de acero, hierro, aluminio, plástico, FRP u otro material. El molde debe lubricarse previamente antes de la colada para facilitar el proceso de desmoldado 30. El hormigón colado en húmedo o el producto intermedio a base de escoria 26 se consolida dentro del molde mediante elementos de vibración internos o externos durante no más de 120 segundos. El hormigón colado en húmedo o el producto intermedio a base de escoria 26 no es necesario que se prense o se compacte dentro del molde. Es decir, el proceso está libre de prensarse o compactarse. El producto intermedio a base de escoria 26 se deja fraguar parcial o totalmente dentro del molde con una pérdida de agua 32.The freshly prepared non-zero slump concrete 16 is transferred by appropriate means and cast into a mold prepared by any method known in the prior art. The mold may be made of steel, iron, aluminum, plastic, FRP, or other material. The mold must be pre-lubricated prior to casting to facilitate the demolding process 30. The wet-cast concrete or slag-based intermediate product 26 is consolidated within the mold by internal or external vibration elements for no more than 120 seconds. The wet-cast concrete or slag-based intermediate product 26 does not need to be pressed or compacted within the mold. That is, the process is free of pressing or compacting. The slag-based intermediate product 26 is allowed to set partially or fully within the mold with a loss of water 32.
El molde se mantiene a temperatura y humedad ambiente, permitiendo que el agua libre 32 se evapore gradualmente, y permite la hidratación parcial o total y el fraguado del aglutinante. La velocidad de evaporación depende de la temperatura, humedad relativa, contenido de agua inicial de la mezcla de hormigón de asentamiento distinto de cero 16, el área superficial del producto y el flujo de aire si el molde está expuesto al viento. La hidratación y la velocidad de fraguado dependen de los ingredientes y la composición química del aglutinante a base de escoria 14.The mold is maintained at ambient temperature and humidity, allowing free water 32 to gradually evaporate, and permitting partial or complete hydration and setting of the binder. The evaporation rate depends on temperature, relative humidity, the initial water content of the non-zero slump concrete mix 16, the surface area of the product, and airflow if the mold is exposed to wind. Hydration and setting rate depend on the ingredients and chemical composition of the slag-based binder 14.
Además de la evaporación natural, en una realización preferida, se puede usar uno o una combinación de evaporación y/o calentamiento 31 con elementos de calentamiento o calentadores de tambor o esteras de calentamiento de suelo o ventiladores o calentadores o sopladores o calentadores de ventilador para acelerar la velocidad de evaporación. Los elementos/alambres de calentamiento o esteras de calentamiento de suelo o calentadores de tambor se instalan para cubrir las superficies exteriores del molde. Los elementos calientan las paredes del molde y finalmente aumentan el proceso de evaporación para reducir el contenido de humedad del hormigón. Ventiladores, calentadores, calentadores de ventilador y sopladores, se colocan mejor orientados hacia la superficie libre del producto intermedio a base de escoria 26, que puede ser su superficie superior. Estas etapas de colada 30 pueden continuar hasta que la relación inicial de agua con respecto a aglutinante se reduzca en hasta un 90%, preferiblemente un 80%, preferiblemente un 70 %, preferiblemente un 60 %, preferiblemente un 50 %, preferiblemente un 40 %, preferiblemente un 30 %, preferiblemente un 20 %, preferiblemente un 10 % o preferiblemente un 2 %. El aumento de la porosidad definida en términos de volumen creado dentro del producto intermedio desmoldado 36 por cualquiera de los métodos de colada 30 anteriores en hormigón es del 70 %, preferiblemente el 60 %, preferiblemente el 50 %, preferiblemente el 40 %, preferiblemente el 30 %, preferiblemente el 20 %, preferiblemente el 10 %, preferiblemente el 5 % o preferiblemente el 1 % del volumen de hormigón. El producto intermedio a base de escoria 26 finalmente alcanza una segunda relación de agua con respecto a aglutinante en peso que es menor que la primera relación de agua con respecto a aglutinante en peso del hormigón de asentamiento distinto de cero 16.In addition to natural evaporation, in a preferred embodiment, one or a combination of evaporation and/or heating 31 with heating elements or drum heaters or floor heating mats or fans or heaters or blowers or fan heaters may be used to accelerate the evaporation rate. The heating elements/wires or floor heating mats or drum heaters are installed to cover the outer surfaces of the mold. The elements heat the mold walls and ultimately enhance the evaporation process to reduce the moisture content of the concrete. Fans, heaters, fan heaters and blowers are best positioned facing the free surface of the slag-based intermediate product 26, which may be its top surface. These casting steps 30 may continue until the initial water to binder ratio is reduced by up to 90%, preferably 80%, preferably 70%, preferably 60%, preferably 50%, preferably 40%, preferably 30%, preferably 20%, preferably 10%, or preferably 2%. The increase in porosity defined in terms of volume created within the demolded intermediate product 36 by any of the above casting methods 30 in concrete is 70%, preferably 60%, preferably 50%, preferably 40%, preferably 30%, preferably 20%, preferably 10%, preferably 5%, or preferably 1% of the concrete volume. The slag-based intermediate product 26 eventually reaches a second water to binder ratio by weight that is lower than the first water to binder ratio by weight of the non-zero slump concrete 16.
Tras el desmoldado 30 se produce un producto intermedio desmoldado 36. El producto intermedio a base de escoria 26 puede fraguarse dentro del molde durante al menos 2 horas, pero hasta 7 días antes del desmoldado. El desmoldado puede realizarse en una realización preferida cuando la resistencia a la compresión del hormigón es al menos 0,01 MPa como resultado del proceso de hidratación/fraguado.After demolding 30, a demolded intermediate product 36 is produced. The slag-based intermediate product 26 may set within the mold for at least 2 hours, but up to 7 days before demolding. Demolding may be carried out in a preferred embodiment when the compressive strength of the concrete is at least 0.01 MPa as a result of the hydration/setting process.
(iv) Acondicionamiento previo 40(iv) Preconditioning 40
La etapa del proceso de acondicionamiento previo 40 reduce el contenido de agua (el producto intermedio a base de escoria 26 ahora) del producto intermedio desmoldado 36 incluso más a una tercera relación de agua con respecto a aglutinante en peso antes del curado con CO250. El producto intermedio desmoldado 36 se mantiene a temperatura y humedad ambiente, permitiendo que el agua libre 42 se evapore gradualmente. La velocidad de evaporación del producto intermedio desmoldado 36 depende de la temperatura, humedad relativa, su contenido de agua inicial, el área superficial del producto y el flujo de aire si el molde está expuesto al viento. La etapa de acondicionamiento previo del producto intermedio desmoldado 36 se puede llevar a cabo en una sala sellada, cámara de espacio cerrado o recipiente.The preconditioning process step 40 reduces the water content (the slag-based intermediate product 26 now) of the demolded intermediate product 36 even further to one-third the ratio of water to binder by weight prior to CO250 curing. The demolded intermediate product 36 is kept at ambient temperature and humidity, allowing free water 42 to gradually evaporate. The evaporation rate of the demolded intermediate product 36 depends on the temperature, relative humidity, its initial water content, the surface area of the product, and the airflow if the mold is exposed to wind. The preconditioning step of the demolded intermediate product 36 may be carried out in a sealed room, enclosed space chamber, or vessel.
Además de la evaporación natural, en una realización preferida, se puede usar uno o una combinación de evaporación y/o calentamiento 41 con elementos de calentamiento o calentadores de tambor o esteras de calentamiento de suelo o ventiladores o calentadores o sopladores o calentadores de ventilador para acelerar la velocidad de evaporación. Los elementos/alambres de calentamiento o esteras de calentamiento de suelo o calentadores de tambor se instalan para cubrir las superficies exteriores del producto intermedio desmoldado 36. Los elementos calientan las paredes del producto intermedio desmoldado 36 y finalmente aumentan el proceso de evaporación para reducir el contenido de humedad del hormigón. Ventiladores, calentadores, calentadores de ventilador y sopladores, se colocan mejor orientados hacia la superficie libre del producto intermedio desmoldado 36, que puede ser su superficie superior. Estas etapas de acondicionamiento previo 40 pueden continuar hasta que el contenido inicial de agua con respecto a aglutinante se reduzca en hasta un 90 %, preferiblemente un 80 %, preferiblemente un 70 %, preferiblemente un 60 %, preferiblemente un 50 %, preferiblemente un 40 %, preferiblemente un 30 %, preferiblemente un 20 %, preferiblemente un 10 % o preferiblemente un 2 %. El aumento de la porosidad definida en términos de volumen creado dentro del producto intermedio desmoldado 36 por cualquiera de los métodos de acondicionamiento previo 40 anteriores en hormigón es del 70 %, preferiblemente el 60 %, preferiblemente el 50 %, preferiblemente el 40 %, preferiblemente el 30 %, preferiblemente el 20 %, preferiblemente el 10 %, preferiblemente el 5 % o preferiblemente el 1 % del volumen de hormigón. El acondicionamiento previo 40 produce un producto intermedio a base de escoria acondicionado desmoldado 46 con una tercera relación de agua con respecto a aglutinante en peso. La tercera relación de agua con respecto a aglutinante en peso es menor que la primera relación de agua con respecto a aglutinante en peso (del hormigón de asentamiento distinto de cero 16) y también es menor que la segunda relación de agua con respecto a aglutinante en peso (del producto intermedio a base de escoria 26).In addition to natural evaporation, in a preferred embodiment, one or a combination of evaporation and/or heating 41 with heating elements or drum heaters or floor heating mats or fans or heaters or blowers or fan heaters may be used to accelerate the evaporation rate. The heating elements/wires or floor heating mats or drum heaters are installed to cover the outer surfaces of the demolded intermediate product 36. The elements heat the walls of the demolded intermediate product 36 and ultimately enhance the evaporation process to reduce the moisture content of the concrete. Fans, heaters, fan heaters and blowers are best positioned facing the free surface of the demolded intermediate product 36, which may be its top surface. These preconditioning steps 40 may continue until the initial water to binder content is reduced by up to 90%, preferably 80%, preferably 70%, preferably 60%, preferably 50%, preferably 40%, preferably 30%, preferably 20%, preferably 10%, or preferably 2%. The increase in porosity defined in terms of volume created within the demoulded intermediate product 36 by any of the above preconditioning methods 40 in concrete is 70%, preferably 60%, preferably 50%, preferably 40%, preferably 30%, preferably 20%, preferably 10%, preferably 5%, or preferably 1% of the concrete volume. Preconditioning 40 produces a demoulded conditioned slag-based intermediate product 46 with a third ratio of water to binder by weight. The third ratio of water to binder by weight is lower than the first ratio of water to binder by weight (of the non-zero slump concrete 16) and is also lower than the second ratio of water to binder by weight (of the slag-based intermediate product 26).
Al final del proceso de acondicionamiento previo 40, el agua restante en el hormigón no debe caer por debajo del 5 % del contenido de agua inicial en masa.At the end of the preconditioning process 40, the remaining water in the concrete must not fall below 5% of the initial water content by mass.
(v) Activación\curado con CO250(v) Activation\curing with CO250
Los productos intermedios a base de escoria acondicionados desmoldados opcionalmente reforzados formados 46 se colocan luego en una sala sellada, cámara o recipiente. Se introduce gas dióxido de carbono 51 para curar el producto intermedio a base de escoria acondicionado desmoldado 46 (al 5 %, preferiblemente el 10 %, preferiblemente el 20 %, preferiblemente el 30 %, preferiblemente el 40 %, preferiblemente el 50 %, preferiblemente el 60 %, preferiblemente el 70 %, preferiblemente el 80 %, preferiblemente el 90 %, o preferiblemente el 99,5 % de pureza) en el área cerrada, que puede ser una cámara/espacio cerrado/recipiente/sala a temperatura ambiente. La presión manométrica de la cámara/espacio cerrado/recipiente/sala aumentará gradualmente a un intervalo de 0,1 psi a 100 psi.The formed, optionally reinforced, demolded conditioned slag-based intermediate products 46 are then placed in a sealed room, chamber, or vessel. Carbon dioxide gas 51 is introduced to cure the demolded conditioned slag-based intermediate product 46 (at 5%, preferably 10%, preferably 20%, preferably 30%, preferably 40%, preferably 50%, preferably 60%, preferably 70%, preferably 80%, preferably 90%, or preferably 99.5% purity) in the enclosed area, which may be a chamber/enclosed space/vessel/room at room temperature. The gauge pressure of the chamber/enclosed space/vessel/room will gradually increase over a range of 0.1 psi to 100 psi.
En una alternativa preferida a la cámara de curado, los productos intermedios a base de escoria acondicionados desmoldados 46 pueden cubrirse y sellarse con materiales textiles herméticos. El CO251 se introduce luego en el espacio creado por estos materiales textiles.In a preferred alternative to a curing chamber, the demolded, conditioned slag-based intermediate products 46 can be covered and sealed with airtight textile materials. CO251 is then introduced into the space created by these textile materials.
Los productos intermedios a base de escoria acondicionados desmoldados 46 se mantienen presurizados bajo gas de CO251 durante no menos de 5 minutos, aunque el proceso de curado con CO250 puede continuar durante hasta 48 horas, donde una realización preferida es de 8 horas para el curado con CO250. La temperatura interna de la cámara/espacio cerrado/recipiente/sala aumentará gradualmente en al menos 0,1 °C antes de que disminuya como resultado de una reacción de curado acelerado exotérmica (el “proceso de activación con CO2”). Al final del proceso de activación, se ventila el CO2 restante, si lo hubiera.The demolded conditioned slag-based intermediate products 46 are held pressurized under CO251 gas for not less than 5 minutes, although the CO250 curing process may continue for up to 48 hours, where a preferred embodiment is 8 hours for CO250 curing. The internal temperature of the chamber/enclosed space/vessel/room will gradually increase by at least 0.1 °C before it decreases as a result of an exothermic accelerated curing reaction (the “CO2 activation process”). At the end of the activation process, any remaining CO2 is vented.
Los siguientes son ejemplos preferidos para 1 metro cúbico (m3) del hormigón a base de escoria colado en húmedo 56 descrito en el presente documento que tiene las siguientes propiedades de hormigón de asentamiento distinto de cero:The following are preferred examples for 1 cubic meter (m3) of the wet-cast slag-based concrete 56 described herein having the following non-zero slump concrete properties:
Contenido de escoria = 600 kg, Una primera relación agua/aglutinante = 0,35; Tiempo de fraguado = 18 horas.Slag content = 600 kg, Initial water/binder ratio = 0.35; Setting time = 18 hours.
Contenido de escoria = 600 kg; Una primera relación agua/aglutinante = 0,55; Tiempo de fraguado = 24 horas.Slag content = 600 kg; Initial water/binder ratio = 0.55; Setting time = 24 hours.
Contenido de escoria = 350 kg; Una primera relación agua/aglutinante = 0,45; Tiempo de fraguado = 18 horas.Slag content = 350 kg; Initial water/binder ratio = 0.45; Setting time = 18 hours.
Contenido de escoria = 400 kg; cemento = 100 kg; Una primera relación agua/aglutinante = 0,4; Tiempo de fraguado = 12 horas.Slag content = 400 kg; cement = 100 kg; initial water/binder ratio = 0.4; setting time = 12 hours.
Contenido de escoria = 480 kg; Una primera relación agua/aglutinante = 0,45; Tiempo de fraguado = 18 horas. Contenido de escoria = 650 kg; Una primera relación agua/aglutinante = 0,45; Tiempo de fraguado = 24 horas. Contenido de escoria = 700 kg; Una primera relación agua/aglutinante = 0,45; Tiempo de fraguado = 24 horas. El presente método no se limita a las composiciones operables/preferidas presentadas anteriormente. Además, si aditivos de reducción de agua (es decir, aditivos químicos 17) se incluyen en el hormigón de asentamiento distinto de cero 16, puede requerirse un contenido de agua más bajo (relación de agua con respecto a aglutinante más baja). La figura 2 representa esquemáticamente la etapa de colada 20 del hormigón de asentamiento distinto de cero mezclado 16, en un molde apropiado donde se produce al menos un fraguado parcial. Las etapas de desmoldado 30 y acondicionamiento previo 40 están representadas por una flecha y el curado con CO250 del producto intermedio a base de escoria acondicionado desmoldado 46 se produce en una realización preferida en una cámara de curado con CO2. En una realización preferida, el acondicionamiento previo 40 del producto intermedio desmoldado 36 también puede ocurrir en la cámara de curado con aire en lugar de usar CO2, luego seguido por el curado con CO250.Slag content = 480 kg; A first water/binder ratio = 0.45; Setting time = 18 hours. Slag content = 650 kg; A first water/binder ratio = 0.45; Setting time = 24 hours. Slag content = 700 kg; A first water/binder ratio = 0.45; Setting time = 24 hours. The present method is not limited to the operable/preferred compositions presented above. Furthermore, if water-reducing admixtures (i.e., chemical admixtures 17) are included in the non-zero slump concrete 16, a lower water content (lower water to binder ratio) may be required. Figure 2 schematically represents the casting step 20 of the mixed non-zero slump concrete 16, in an appropriate mold where at least partial setting occurs. The demolding 30 and preconditioning 40 steps are represented by an arrow and the CO250 curing of the demolded conditioned slag-based intermediate product 46 occurs in a preferred embodiment in a CO2 curing chamber. In a preferred embodiment, the preconditioning 40 of the demolded intermediate product 36 may also occur in the air curing chamber instead of using CO2, then followed by the CO250 curing.
La descripción anterior se pretende que sea solo a modo de ejemplo, y un experto en la técnica reconocerá que se pueden hacer cambios en las realizaciones descritas sin apartarse de las invenciones descritas. Aún otras modificaciones que caen dentro del alcance de la presente invención serán evidentes para los expertos en la técnica, a la luz de una revisión de esta divulgación y tales modificaciones están destinadas a caer dentro de las reivindicaciones adjuntas.The foregoing description is intended to be exemplary only, and one skilled in the art will recognize that changes can be made to the described embodiments without departing from the disclosed inventions. Still other modifications that fall within the scope of the present invention will be apparent to those skilled in the art upon review of this disclosure, and such modifications are intended to fall within the appended claims.
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